铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置

技术领域

本发明属于自动化控制领域，具体涉及铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置。

背景技术

铝模板全称为建筑用铝合金模板；是继木模板、钢模板之后出现的新一代模板系统。 铝模板按模数设计，由专用设备挤压成型，可按照不同结构尺寸自由组合。铝模板的设计研发及施工应用，是建筑行业一次大的发展。铝模板系统在建筑行业的应用，提高了房屋建筑工程的施工效率，包括在建筑材料，人工安排上都大大的节省很多。

相较于传统的木模和钢模，铝模具有重复利用率高、刚度大、稳定性强、混凝土成型效果好等特点。但是在施工过程中，瓦工仅凭经验对混凝土进行振捣，造成漏振、过振、欠振等现象，导致混凝土成型拆模后，墙体表面出现气泡密集，蜂窝麻面、烂根等质量问题。因此在铝模板的混凝土浇筑过程中，需要严格控制振捣时间、振捣距离、振捣深度，从根源上把控混凝土成型质量。

为了避免振捣不到位，目前研制出的振捣器产品分为两大类，一类是应用于市政公路的振捣器，能插入混凝土内随着公路浇筑方向自动向前推进并进行振捣；一类是应用于房屋建筑的振捣器，将手握振捣棒设计的更加智能化，能够在振捣的同时，通过传感器反馈出此次振捣的插入深度，振捣时间，对每次振捣数据进行收集分析，判断是否欠振或者过振。这两类振捣器都不适用于快节奏、高效率的铝模板混凝土浇筑振捣，需要改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置，针对铝模板这类刚度较大的模板，在铝模板上固定微型振捣器和传感器，用机械化自动振捣代替劳力人工振捣，提升了建筑的质量，降低工人劳动强度。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置，在铝模板上固定安装多个微型振捣器和传感器，通过传感器感知混凝土浇筑情况反馈给云端进行云计算，计算结果再反馈到PC端，PC端利用BIM建模技术，对云端数据进行可视化信息建模，经过分析后得出振捣时间和振捣频率，通过物联网技术，由PC端远程自启相应部位的微型振捣器，将混凝土分级微振捣。

作为本发明的一种补充，所述通过传感器感知混凝土浇筑情况反馈给云端进行云计算，具体是在铝模板四周布置有传感器及泵管处布置有RTK定位器，采用物理传感，接收诸如压力感应、光电感应、磁电感应这方面的信息，当混凝土浇筑过程中，混凝土流经触发传感器，被检测到信号量的微小变化都将转换成电信号，传回PC端再反馈成图像信号；后台通过PC或手机控制终端振捣器，从而实现远程开启振捣，将板面混凝土振捣引流至墙柱根部，并随着混凝土所到之处逐步开启振捣。

作为本发明的一种补充，所述传感器的数据信息是利用SQL Server数据库云计算进行处理，计算出混凝土的流速、估算混凝土已浇筑方量；结合泵管处的RTK实时定位，能够预估混凝土的流向，将混凝土的位置信息反馈到PC端，自动开启微型振捣器，进行混凝土引流与振捣。

作为本发明的一种补充，所述PC端利用BIM技术，对每层楼进行建模，形成图像型的楼层模型。结合基于VS2010开发平台的可视化软件，在混凝土浇筑期间，通过触发传感器，搜集数据，将浇筑过程进行可视化图像反馈；在BIM模型中反应混凝土已浇筑方量、混凝土流向、混凝土流速、振捣情况，对已浇筑和未浇筑部位进行颜色区分，对振动异常区域进行报警。从而将混凝土浇筑变得更透明，可控。

作为本发明的一种补充，所述利用BIM技术将混凝土浇筑可视化，采用物联网技术将技术员对这些信息的处理行为以网络数据的形式传回，达到遥控设备的功能，对不同部位的微振捣器的开关、控制微型振捣器的频率实现人工干预。

作为本发明的一种补充，所述铝模板上固定安装多个微型振捣器和传感器，铝模板由支撑钢管顶撑，相邻铝模板之间有对拉螺杆穿过，并通过背楞进行加固，混凝土泵管对准相邻铝模板之间，混凝土泵管上吸附有RTK定位器。

本发明的有益效果为：

1、铝模板四周的传感器能够自行收集数据并上传云端，利用PC端对传回的数据进行SQL Server数据库云计算，计算出混凝土流淌部位、流向、流速等情况，然后启动相应部位的微型振捣器，将混凝土分级微振捣，控制振捣效率，提高混凝土成型质量；

2、可视化通过PC端人机交互，最终要能反馈出已浇筑混凝土方量、混凝土流向、流速等情况，并对异常情况进行报警，将减少因无人看模造成的炸模等混凝土浪费现象，预计相比传统振捣工艺，节约5%的混凝土；

3、通过BIM建模技术，将混凝土浇筑过程中的流速、流向、振捣等情况实现浇筑过程可视化，清晰反馈混凝土浇筑情况；

4、PC端通过可视化反馈的信息做出判断，通过物联网技术，启动微型振捣器，将对铝模板进行自动振捣，提高30%振捣效率；

5、通过铝模板混凝土浇筑分级微振捣技术，预计将减少50%的混凝土浇筑过程中，因为人工漏振、欠振、过振导致的各种质量问题。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的结构示意图。

附图标识列表：

1、对拉螺杆，2、背楞，3、定位器，4、铝模板，5、微型振捣器，6、传感器，7、混凝土泵管，8、支撑钢管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，针对铝模板刚度较大的特点，本发明研发出铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置。该技术在铝模板4上固定微型振捣器5和传感器6，浇筑时混凝土由混凝土泵管7灌入铝模板4中，混凝土泵管7上吸附有RTK定位器3，通过传感器感知混凝土浇筑情况反馈给云端进行云计算，计算结果再反馈到PC端，PC端利用BIM建模技术，对云端数据进行可视化信息建模，经过分析后得出振捣时间和振捣频率，通过物联网技术，由PC端远程自启相应部位的微型振捣器，将混凝土分级微振捣。

本发明所述的铝模板混凝土浇筑全自动分级微振捣方法及装置，包括铝模板4，铝模板4由支撑钢管8顶撑，铝模板4中间有对拉螺杆1穿过，并由背楞2进行加固，铝模板4的背面装有微型振捣器5和传感器6，浇筑时混凝土由混凝土泵管7灌入铝模板4中，混凝土泵管7上吸附有RTK定位器3，实现混凝土浇筑部位追踪。

浇筑前，先确认支撑钢管8是否支撑稳定，背楞2与对螺杆1是否加固牢靠，确认完毕后开始浇筑。先由泵管7注入铝模板4中，并由RTK定位器3精准定位浇筑部位，根据浇筑部位的不同，自动开启装于铝模板4背面的微型振捣器5进行振捣，将铝模板4板面混凝土引入竖向铝模板4之间，再由竖向微振捣器5振捣均匀。浇筑中，当混凝土流淌经过传感器6时，触发传感，可将混凝土的流速、流向、浇筑方量等信息反馈给后台PC端，由此可根据不同的数据测算出需要振捣的部位、振捣时间和振捣频率，由后台PC端直接控制微型振捣器5直接进行自动振捣。

本发明依托物联网技术、BIM建模技术，云计算技术等手段，通过PC端人机交互界面，将实现浇筑、振捣等信息可视化，自动控制振捣时间，振捣部位。加强对混凝土浇筑过程的管控，提高混凝土的浇筑质量与成型效果，重点有几个方面：

1、传感器感应

依据GNSS的定位技术，对泵车的泵管进行RTK实时定位，跟踪开启铝模顶板端振捣器，将板面混凝土振捣引流至墙柱根部。当混凝土触发墙柱侧模上的传感器时，传感器将信号传回PC端。

2、云计算技术；

利用SQL Server数据库云计算能够处理传感器所搜集的数据信息，计算出混凝土的流速、估算混凝土已浇筑方量。结合泵管处的RTK实时定位，能够预估混凝土的流向，将混凝土的位置信息反馈到PC端，自动开启微型振捣器，进行混凝土引流与振捣。云计算技术是铝模板混凝土浇筑分级微振捣技术的核心，是对复杂数据的处理与整合，是图像信息能够准确反馈的前提。

3、电脑BIM建模，可视化分析

利用BIM技术，对每层楼进行建模。铝模板组成了整个模型的骨架，传感器充当神经，当混凝土触发传感器时，传感器将信号传回云端，采用C/S构架，利用PC对传回的数据进行SQL Server数据库云计算。通过基于VS2010开发平台的可视化软件，对混凝土浇筑期间的数据进行可视化图像反馈。可视化能够反应混凝土已浇筑方量、混凝土流向、混凝土流速、振捣情况等，对已浇筑和未浇筑部位进行颜色区分，对振动异常区域进行报警。

4、振捣器分级微振捣

根据电脑BIM建模与可视化分析得出的数据，通过物联网技术反馈到现场的振捣器上，振捣器开启振动。在振动的同时，传感器也在收集数据，将振动部位、振动时长、振动频率反馈给PC端，方便后期拆模对混凝土成型效果进行分析对比。

随着建筑行业朝着高效化、自动化发展，铝模板在未来的施工中将会被越来越多的人选择，混凝土浇筑分级微振捣技术的应用，将解决铝模板施工过程中的漏振、欠振、过振问题，极大的提高铝模板拆模后混凝土的成型效果。

以XX商住小区项目为例，有约40000多方混凝土需要用铝模进行浇筑，通过对铝模板混凝土浇筑分级微振捣技术的应用，一方面提升混凝土成型质量，减少返工时间和返工成本；另一方面可以减少混凝土浇筑过程中的人工成本，预计可为项目管理成本降低4%。有利于树立口碑，可在后期提高中标率，间接增加企业的效益。

需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。